[发明专利]一种简易制备单分散铂铜双金属纳米颗粒的方法

说明书

本发明公开了一种简易制备单分散铂铜双金属纳米颗粒的方法，包括如下步骤：将铂前驱体、铜前驱体超声分散在溶剂H中得到溶液A；将XC‑72R活性炭超声分散在溶剂H中得到溶液B；将溶液A在常温下加入溶液B中，开始常温搅拌，浸渍1～20h得到溶液C；将溶液C离心处理；离心所得产品在干燥后放入管式炉中煅烧，即可得到单分散铂铜双金属纳米颗粒。本发明的优点在于：本发明所述的方法能够在常温常压条件下得到单分散铂铜双金属纳米颗粒；合成的铂铜双金属纳米颗粒尺寸小于10nm，颗粒均匀分散在活性炭表面且未出现聚集现象。

技术领域

本发明涉及金属合金纳米材料制备领域。更具体地，涉及一种单分散铂铜双金属纳米颗粒的制备方法。

背景技术

由于Pt基催化剂具有较高催化性能和稳定性的优点，而被广泛应用于燃料电池、尾气净化、石油化工及生物载体等诸多领域。然而，Pt金属储量少、价格昂贵，无法普及应用在工业和商业中，寻求一种降低成本的关键途径就是减少Pt基催化剂的Pt负载量和提高Pt的利用率，同时又不能对Pt基催化剂的催化性能产生负面影响。因此，发展一种低Pt负载量高催化活性的Pt基合金催化剂，是国内外研究学者的研究热点。

铂与过渡金属的合金化被证明是一种有效的降低成本、提高催化性能和耐久性的方法。其中Cu由于其导电性好，价格便宜且储量丰富是优良的金属材料。而现有的专利技术中，多为核壳结构铂铜纳米线的制备方法，即Pt在铜纳米线表面大面积包覆。但一维材料(纳米线)中Pt的比质量(即单位体积表面暴露Pt原子的质量)要小于零维材料(纳米颗粒)，这导致了贵金属铂用量的增加。

零维纳米金属粒子的合成将有效解决此类问题，其中主要的合成方法有化学还原法、电化学法、浸渍法和热解等方法。其中浸渍法是一种简单易行且经济的方法，在催化剂工业生产中广泛应用。浸渍法是将活性组分含助催化剂以盐溶液形态浸渍到多孔载体上并渗透到内表面而形成高效催化剂的制备方法。通常使用含有活性物质的液体浸泡各类载体，当浸渍平衡后去掉剩余液体再进行与沉淀法相同的干燥、焙烧、活化等工序后处理。

但是传统浸渍法所制备的催化剂存在合成纳米颗粒易聚集、活性组分负载强度弱、活性组分在多孔材料孔道内外分布不均匀的问题。因此，一种简单易行可制备单分散铂铜双金属纳米颗粒制备方法的提出是十分有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种单分散铂铜双金属纳米颗粒的制备方法。该方法能够在常温常压条件下得到单分散铂铜双金属纳米颗粒；合成的铂铜双金属纳米颗粒尺寸小于10nm，颗粒均匀分散在活性炭表面且未出现聚集现象。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种单分散铂铜双金属纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：

1)将铂前驱体、铜前驱体超声分散在溶剂H中，得到溶液A；

2)将XC-72R活性炭超声分散在溶剂H中，得到溶液B；

3)将溶液A在加入溶液B中，常温下进行搅拌，浸渍时间1～20h，得到溶液C；将溶液C在6000～12000r/min条件下离心处理5～15min，得到固体产物；

4)将离心所得固体产物干燥后放入管式炉中通入惰性气体进行煅烧，煅烧温度为500～1000℃、升温速率1～10℃/min、煅烧时间60～180min，煅烧完成后降至室温，即可得到单分散铂铜双金属纳米颗粒。

作为技术方案的进一步改进，步骤1)中，所述铂前驱体为乙酰丙酮铂、氯化铂、硝酸铂、氯铂酸中任意一种；最优选地，所述铂前驱体为乙酰丙酮铂。

优选地，步骤1)中，所述铜前驱体为乙酰丙酮铜、氯化铜、硝酸铜、硫酸铜中任意一种；最优选地，所述铜前驱体为乙酰丙酮铜。

作为技术方案的进一步改进，步骤1)和步骤2)中，所述溶剂为水、甲醇、乙醇、正己烷、甲苯、丙酮、异丙醇中任意一种。